z/OS Grundlagen

(1)

cps4it

consulting, projektmanagement und seminare für die informationstechnologie

z/OS Grundlagen

Einführung und Überblick

(2)

Inhalt

• Einführung

• Entwicklung der Betriebssysteme

• Kommunikation mit dem Betriebssystem

• Data / Program / Job Management

• TSO, ISPF und Online Systeme

• Funktionen des Betriebssystems

• Data Facility und Datenbanken

• weitere Subsysteme und Features

(3)

Einführung

Begriffe

Rechen- werk Peripherie

Spool

Daten

Register

Adress- raum Steuer-

werk

Kanal Storage

Speicher CPU

Syntax Haupt-

speicher

PSW

Programm

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Einführung

Literatur – 1

• U. Kebschull, P. Herrmann, W.G. Spruth:

„Einführung in z/OS und OS/390“. Oldenbourg 2003

• M. Teuffel, R. Vaupel: „Das Betriebssystem z/OS und die zSeries“. Oldenbourg 2004, ISBN 3486- 2752-83.

• W. Zack: „Windows 2000 and Mainframe

Integration“. Macmillan Technical Publishing, 1999.

(5)

Einführung

Literatur – 2

• J. Hoskins, G. Coleman: „Exploring IBM S/390 Computers“. Maximum Press 1999.

• M. Teuffel: „TSO Time Sharing Option im

Betriebssystem OS/390“. Oldenbourg, 6. Auflage

• R. Ben-Natan: „IBM WebSphere Starter Kit“.McGrawHill, 2000.

• www.redbooks.ibm.com / Bookmanager

(6)

Einführung

Terminologie

• Hardware: zSeries oder S/390

• Betriebssystem: z/OS oder OS/390

• Rechner (alt): S/360 und S/370

• Betriebssysteme (alt): OS/360 und MVS

• zSeries und z/OS mit 64 Bit-Unterstützung

• aktuelle zSeries-Implementierungen:

z900, z990, z10, zEnterprise

• kleinere Modelle z800, z890

• Umgangssprache: Mainframe oder Host

(7)

Einführung

Umfragen / Veröffentlichungen

• Hat der Host, hat z/OS eine Zukunft?

• Antworten:

– Anteil der MIPS – Anteil der Daten

– Anteil des Programmcodes

– Anteil der Patente d.h. der “wichtigen” Innovationen

• Umfrage von Mitte 2003:

• Ovum-Report von 2005:

• Harvy Nash von 2005:

(8)

Einführung

Umfragen / Veröffentlichungen aktuell

• FTD Februar 2009

– http://www.ftd.de/technik/it_telekommunikation/:Schnel lster-Rechner-der-Welt-IBM-baut-den-Super-

Computer/469428.html

• Computerwoche Februar 2010

– http://www.computerwoche.de/hardware/data-center- server/1929447/

• Computerwoche April 2010:

– http://www.computerwoche.de/mittelstand/1892930/

• Computerwoche April 2010:

– http://www.computerwoche.de/subnet/oracle/1934491

(9)

Einführung

Aussagen

• A fairly well accepted notion in computing is that the mainframe is going the way of the dinosaur.

Forbes, March 20, 1989

• The mainframe computer is rapidly being turned into a technological Dinosaur... New York Times, April 4, 1989

• On March 15, 1996, an InfoWorld Reader will unplug the last mainframe. InfoWorld 1991

• ...the mainframe seems to be hurtling toward extinction.

New York Times, Feb. 9, 1993

• Its the end of the end for the mainframes

George Colony, Forrester Research, Business Week, Jan. 10, 1994

(10)

Einführung

Zahlen

• 95% der weltweit größten 2000 Unternehmen setzen OS/390 oder z/OS als ihren zentralen Server ein.

Insgesamt 20 000 Unternehmen verfügen über einen S/390- oder z-Rechner.

• Zwischen 65 und 70 % aller geschäftsrelevanten Daten werden im EBCDIC Format auf z-Rechnern gespeichert.

• 60% aller geschäftsrelevanten Daten, auf die mittels des World Wide Web zugegriffen werden kann, sind in

Mainframe Datenbanken gespeichert, hauptsächlich DB2, IMS und VSAM

• etc.

(11)

Einführung

Zahlen (von einer Universität)

(12)

Einführung

Zahlen (International Technologie Group)

(13)

Einführung

Zahlen (IEEE Computer August 1999)

(14)

Einführung

Zahlen (Kosten pro User – Gartner 2000)

(15)

Einführung

Zuverlässigkeit – Umfrage Finanzbranche 2009

Sicherheit ist eines der Hauptargumente pro Mainframe: Das Chart zeigt die Verteilung der Zustimmung auf das Statement: „The mainframe-centric

infrastructure is inherently more secure than its server-centric equivalent‟?

(16)

Einführung

Wirtschaftlichkeit – COMPUTERWOCHE 15/2002

Zahlreiche Untersuchungen zeigten immer wieder, dass der moderne Mainframe die bei weitem niedrigste Total Cost of Ownership (TCO) aller Server-Plattformen hat. So liegt laut den Analysten von At Kearney (2001) die TCO bei zentraler

Mainframe-Architektur lediglich zwischen 3100 und 5100 Dollar, während sie sich bei zentraler Unix-Server-Architektur zwischen 5300 und 6700 Dollar und bei

(17)

Einführung

Wirtschaftlichkeit – Studie März 2008

Ja, auch solche Studien gibt es …

http://h41112.www4.hp.com/promo/bcs2/es/es/downloads/Alinean-Intel- Mainframe-Migration_TCO_Study_031508.pdf

Interessant ist, dass dieses Papier sehr oft zitiert wird. Es gibt kaum / keine

(18)

Einführung

Wirtschaftlichkeit – Research-Firmen

• “Since we published our last high-level perspec- tive of the ratio between MIPS and head count in 2001, the largest z/OS installations have more than doubled their „MIPS to head count‟ ratio.” (L.

Mieritz, M. Willis-Fleming – Gartner 2004)

• Predicted average cost per end user in 2010 for 5yr costs for hardware, software and

maintenance (Arcati Research 2005 – The Dinosaur Myth 2004 Update)

– Mainframes $6,250 – Unix Minis $19,000

(19)

Einführung

Wirtschaftlichkeit – Praxis

• IBM conducted a TCO assessment of System z10 and HP Superdome servers in a banking environment. The assessment showed that the z10 configuration provided excellent scalability with fewer cores, less supporting staff, and less power consumption than the HP distributed

server configuration. Further, the HP Superdome configuration was 62% ($11.8 million) more

expensive than the System z10 configuration in a three-year TCO comparison.

http://www-07.ibm.com/ibm/sg/en/ahead/mainframe/ownership.html

(20)

Einführung

Vergleich Mainframe – Server-Farm – 1

• Verfügbarkeit / Ausfallsicherheit? – Mainframe

• Sicherheit gegen Missbrauch? – Mainframe

• Know-How / Nachwuchs – Server

• Schnelligkeit? – ??

– Schnelligkeit bezogen auf was?

• geringere Kosten? – ??

– Kosten bezogen auf was?

– Wie kann ich eine TCO (im wahrsten Sinne des Wortes) berechnen?

(21)

Einführung

Vergleich Mainframe – Server-Farm – 2

• Beispiel Versicherung: 1 Mio Sätze kopieren

– SAP – x Minuten / z/OS – x Sekunden

• Beispiel Versicherung: 1 Mio Sätze aus DB lesen

– Oracle – x Sekunden / z/OS(DB2) – x Sekunden – Was ist mit verteilten Datenbanken?

– Was ist mit Übertragung?

– Wo ist die Zeit zum Endbenutzer?

• Was sagen diese Beispiele?

• Es gibt keine verlässliche (unabhängige) Quelle, die einen nachvollziehbaren Vergleich zwischen

(22)

Einführung

noch ein paar Highlights – 1

(23)

Einführung

(24)

Einführung

(25)

Einführung

(26)

Einführung

(27)

Einführung

(28)

Einführung

(29)

Einführung

(30)

Einführung

Bild

CPU PSW Register

Rechenwerk Steuerwerk Haupt-

speicher Programm

Daten

Hilfspeicher Daten Erwei- terungs- speicher

Kanäle

BY BL BL BL BL BL BL BL

LK und Drucker

Steuereinheit

(31)

Einführung

Was ist ein Betriebssystem?

• Menge von Programmen

• zwischen Hardware und Anwendung

• Aufgaben

– Bereitstellen von Steuerungs- und Hilfsfunktionen – Bestmögliche Nutzung der Betriebsmittel

– Ermöglichen der Planung der Arbeitsabläufe – Erleichterung der Programmierung

– Erleichterung der Systembedienung – Fehlerbehandlung, Datenschutz, etc.

(32)

Einführung

Hardware

• Rechner (Mainframe)

– CPU(s), Hauptspeicher, Zusatzspeicher, Kanalsubsystem

• E/A-Geräte (Peripherie) für Kommunikation

– mit Bildschirmen, mit Rechnern – Massenspeicher, Drucker

• Datenträger

– Platten, Bänder, optische Datenträger

(33)

Einführung

Hardware - CPU

• Steuerwerk

– Gehirn

– Interpretation und veranlassen von Aktionen

• Rechenwerk

• ausführen der Instruktionen

– angestoßen durch Steuerwerk

• Register

– speichern von Informationen – PSW ist spezielles Register

(34)

Einführung

Hardware - Speicher

• Arbeit nur im Speicher

• Basiseinheit für Adressierung 1 Byte

– Halbwort 16 Bit – Vollwort 32 Bit – Doppelwort 64 Bit

• EBCDIC

• Transfer von Daten in 4k-Blöcken (page)

(35)

Einführung

Hardware - Kontrolleinheiten und Kanäle

• 1 Kontrolleinheit pro Gerätetyp

– z.B. für Platte zur Positionierung und Read/Write

• gleichartige logische Funktionen

– Kanäle - sind eigene Rechner

• Blockmultiplex – schnell

• Bytemultiplex – langsam

(36)

Einführung

Verbindungen

• BUS

– Verbindung zwischen CPU, Hauptspeicher und Register

– Breite abhängig von Rechner – bis 64 bit

– Frage: Was ist die Lieblingsbeschäftigung von Bits und Bytes?

• PSW

– Adresse für nächste Instruktion

(37)

Einführung

Verbindungen mit Peripheriegeräten

• Command Bus

• Daten Bus

• Ablauf

– CPU sendet SSCH (Start Sub channel) an Kanalsubsystem

– KSS stellt Verbindung zu Gerät her

– KSS schickt Daten über Daten Bus in HS

– KSS schickt am Ende I/O Interrupt über Command BUS an CPU

(38)

Einführung

Adressierung der Peripheriegeräte

• Verbindung von Gerät über CU (Channelunit) mit Kanal

– Kanal Adressierung x00 aufsteigend eindeutig – CU hat ebenfalls eindeutige Adresse

– Adressierung ist Kombination der beiden

• Beispiel

– Kanal Adresse 3

– CU-Adresse 60

– Adresse 1. Gerät 360

– Adresse 2. Gerät 361 etc.

(39)

Einführung

Software und Daten

• Hardware ist Physik

• Software ist Logik und Ablauf

• Daten sind Beschreibung der Realität

• Programme und Daten sind Bitmuster

– Bedeutung der Bits wird durch einen logischen Prozess bestimmt

(40)

Einführung

Software und Daten - Beispiel

• Addition von zwei Zahlen als Bitmuster

01011000001100001100000000000000 01011000010000001100000000000100 0001101000110100

01010000001100001100000000001000

• später Addition als Hexwerte

58 30 C0 00

• später Assembler

AH R5,=H‟1‟ für Addiere 1 auf Registerinhalt 5

• höhere Programmiersprachen

C = A + B bzw. ADD A,B GIVING C

(41)

Inhalt

• Einführung

(42)

Entwicklung der Betriebssysteme

Begriffe

Haupt- speicher

/360

virtueller Speicher

Adres- sierung

z/OS

Frame MVT

CSA ECSA /XA

/ESA MVS

/370 Spooling

Page

Storage

(43)

Monoprogramming

• Monoprogramming

– sequentielles Arbeiten

– jeder hat Hoheit über alle Ressourcen – zunächst nur Batch

– 1964 /360 von IBM als Rechnerfamilie

• Objektmodule neu linken

• Hilfsprogramme

• Jobabläufe

• Speicherung auf Platten

• Peripheriegeräte zur Ausführungszeit zuweisen

• Protokolle

(44)

Monoprogramming

Hauptspeicher

Benutzer- Programm Betriebssystem

Nukleus Job3

System- Residence

frei

Job2 Job1

User Library

Job1 Job2

Job3

Problem:

Wartezeiten!

(45)

Spooling

Hauptspeicher

Benutzer- Programm Betriebssystem

Nukleus Input

Spool Volume

frei

Output

Idee:

Input und Output wird auf Platte zwischen gespeichert, um Wartezeiten zu verkürzen.

System Reader System Writer

(46)

Multiprogramming

• Idee: Resource-Sharing

• drei Modelle

– MFT: Multiprogramming with a fixed number of tasks

– MVT: Multiprogramming with a variable number of tasks

– MVS: Multiprogramming und mehrfach virtueller Speicher

• Voraussetzungen

– Speicherschutz

– Privilegierte Befehle – Interrupt möglich

– Zeitgeber

(47)

MVS Prinzipien

• Herausforderungen

– freier HS gibt es nicht am Stück

– HS ist teuer und daher immer zu klein

• Idee: Speicher virtuell adressieren

– Aufteilung des HS in 4k Frames – virtueller Speicher in 4k Pages

– alle Programme und Daten im virtuellen Speicher

• zur Ausführung Pages in Frames laden

– Paging mit page-in und page-out

(48)

MVS Prinzipien

Virtueller Speicher Tabellen

Externer Speicher

realer Speicher

(49)

MVS Prinzipien

Segment

Adressierung über dynamic address translation Page Displacement

Segment Page Table

1 aaaaaaaa

2 bbbbbbbb

3 ccccccccc etc.

Page real address 1 xxxxxxxxx 2 yyyyyyyyy 3 zzzzzzzzz Page real address

1 nnnnnnnn

2 oooooooo

3 pppppppp

Page real address

1 qqqqqqqq

2 sssssssss

3 uuuuuuuu

(50)

MVS/370 Storage Layout

SQA

PLPA

CSA LSQA

SWA

Region

Nukleus

LSQA SWA

Region

LSQA SWA

Region SQA System Queue Area PLPA Pageable Link Pack Area CSA Common System Area LSQA Local System Queue Area SWA Scheduler Work Area

(51)

MVS/XA Prinzipien

• Herausforderungen

– HS ist immer noch / wieder zu klein

• warum?

– Programme mit höherem Komfort – neue Funktionen

– zusätzliche E/A Geräte, Dateien, Datenbanken – mehr Benutzer, Programme, Transaktionen

– Daten im HS halten, um I/O zu minimieren

• Adressierung von 16MB auf 2GB !

(52)

MVS/XA Storage Layout

Extended Private

Extended Common

Common

Private Common

Extended LSQA

Extended User Region

Nucleus SQA

PLPA / FLPA / MLPA CSA

LSQA

User Region Nucleus SQA

PLPA / FLPA / MLPA CSA

PSA

2 GB

16 MB

4 kB

(53)

MVS/XA Prinzipien - Speicher

24 Bit / 31 Bit

1 31 Bit

24 Bit

(54)

MVS/ESA

• Enterprise System Architecture

• für Anwender kaum Auswirkungen

• Begriff: Advanced Address Space Facilities

• Programme und Daten in unterschiedlichen Adressräumen

• paralleler Zugriff auf Daten in unterschiedlichen Adressräumen

(55)

MVS/ESA

Extended User

Extended System System

User

Data only Space

2 GB 4 kB bis 2 GB

AASF

(56)

LPAR

Virtual Machine (VM/ESA) MVS/ESA

Vergleich VM/ESA und PR/SM (LPAR)

MVS/ESA MVS/XA VSE/SP CMS CMS CMS CMS Test Prod Prod-alt Prod-uralt User 1 User 2 User 3 User 4

Processor Resource / System Manager oder LPAR

MVS/ESA MVS/ESA MVS/XA VSE/SP

Test Prod Prod-alt Prod-uralt

(57)

Schritte

System/360

System/370

/370-XA

ESA/370

System/390

(58)

Schritte

(59)

Adressierungsgrenzen

• 16 MB

• 2 GB

• 16 EB

• ??

• 16.777.215

• 2.147.483.647

• ca. 18 * 10¹⁸

• ca. 340 * 10³⁶

Power to the people - 64-Bit-Leistung für PCs nutzbar gemacht

SUSE LINUX 9.1 Professional unterstützt serienmäßig - also ohne extra zu erwerbende Zusätze - AMDs Athlon(tm) 64 sowie Intels® bald erhältliche Extended Memory 64 Technology. Damit präsentiert SUSE ein 64-Bit-Betriebssystem mitsamt Anwendungen für Heimanwender, das die spürbar höhere Performance und Schnelligkeit dieser Prozessoren auch voll ausschöpft.

Gigantische Speichergrößen

Die maximale Speicheradressierung (Nutzungsmöglichkeit von Hauptspeicher) der derzeitigen 32Bit Prozessoren liegt bei 4 GB. 64Bit Prozessoren hingegen ermöglichen einen physischen Speicherplatz von bis zu 1 Terabyte und virtuellen Speicheradressraum von 512 Terabyte. Damit ermöglichen 64-Bit Systeme Computing-Technologien, die bislang auf herkömmlichen PCs auf Grund der zu hohen Rechenzeit nicht realisiert werden konnten. Außerdem verfügen 64-Bit-Computer über größere Caches und eine effizientere

Speicheranbindung, was die Geschwindigkeit des Systems weiter erhöht. Ein Beispiel: Ein Computer mit einem AMD Athlon(tm) 64- Prozessor mit 1,8 GHz ist schneller als ein 32-Bit Computer mit einem Pentium(tm) 4 mit 3,2 GHz.

Umstieg leicht gemacht

Die AMD Athlon(tm) 64-Architektur ist für maximale Performance optimiert und unterstützt den x86-64 Befehlssatz. Auf Grund der doppelten Datenbreite auf dem Prozessor profitieren Sie mit dem Athlon(tm) 64 gleichermaßen von Performancegewinnen bei der Ausführung von 32- Bit- und 64-Bit-Programmen. Und das Beste: AMD Athlon(tm) 64 ermöglicht durch die Unterstützung des 32-Bit-Codes den nahtlosen Schritt in die 64-Bit-Welt.

• 24 Bit

• 31 Bit

• 64 Bit

• 128 Bit

(60)

Bilder

• S/360

• Lockkarterkopierer

• Bildschirmarbeitsplatz

• heutige z/Series

• siehe Unterlagen

(61)

Adressierungsgrenzen

24 Bit / 31 Bit / 64 Bit

1

24 Bit 31 Bit 64 Bit

(62)

Adressierungsgrenzen - Grenzen?

IP Adressierung

Wie in dem vorigem Kapitel bereits erwähnt muss jeder Rechner bzw. Ressource im Netz adressierbar sein. Leder Rechner erhält eine IP - Adresse. Dies geschieht hierarchisch, d.h. ein Kunde bekommt nötige IP-Adressen von seinem Provider, dieser mietet seine IP-Adressen vom Netzwerk (Carrier), an das er angeschlossen ist, während die Betreiber des Netzwerks ihre IP-Adressen blockweise bei den sogenannten IP Numbering Authoritys zeitlich unbefristet "ausleihen".

Diese Adresse besteht aus 32 Bits die byteweise in sogenannten Quads zusammengefasst werden. Der gesamte Adressenbereich wird in 4 Klassen aufgeteilt.

Neuerdings reichen die IP – Adressen nicht mehr aus, so dass eine 128 Bit lange IP – Adressierung eingeführt wurde. Die alten Adressen können einfach in die neue IP – Adressierung eingebettet werden. Die neue IP – Adressen werden in 8 Quads je 4 hexadezimalen Zahlen angeordnet.

aaaa:bbbb:cccc:dddd:eeee:ffff:gggg:hhhh.

Quelle: http://www.informatik.hu-berlin.de/~haas/adressierung.htm

Authentifizierung durch 128-Bit-Schlüssel eingebaute 1T 128-bit BITBLT Grafikengine

Änderungen von IPv4•Adressierung wächst von 32 auf 128 Bit an

IBM-Infos:

CoreConnect 128-bit Implementation

Related links: CoreConnect Bus Architecture

The IBM CoreConnect bus architecture eases the integration and reuse of processor, system, and peripheral cores within standard product and custom system- on-a-chip (SOC) designs.

Processor Local Bus (128-bit )

Related links: CoreConnect Bus Architecture Specifications

This book begins with an overview followed by detailed information on 128-bit Processor Local Bus signals, interfaces, timing and operations. This book is for hardware, software, and application developers who need to understand Core+ASIC development and system-on-a-chip (SOC) designs. The audience should understand embedded system design, operating systems, and the principles of computer organization.

Quelle: http://www.ibm.com

(63)

Bits und Bytes - Exkurs

Speicherkapazität in der Datenverarbeitung (Wikipedia)

Bit

1 Bit - (2 mögliche Zustände), z. B. Ja/Nein

5 Bit - (2⁵ = 32 mögliche Zustände), z. B. ein Großbuchstabe des lateinischen Alphabetes 7 Bit - (2⁷ = 128 mögliche Zustände), z. B. ein Zeichen im ASCII-Zeichensatz

Oktett (8 Bit, 1Byte)

1 Oktett - (2⁸ = 256 mögliche Zustände) ein Schriftzeichen (erweitertes lateinisches Alphabet) 2 Oktetts - (2¹⁶ = 65536 mögliche Zustände) ein Schriftzeichen im Unicode-Format

4 Oktetts - (2³² = etwa 4,3 Milliarden mögliche Zustände)

Kilobyte (2¹⁰ = 1.024 Bytes ca. 10³ Bytes) 0,5 KB Eine Buchseite als Text

1440 Kilobytes - eine High Density 3,5 Zoll Diskette

Megabyte (2²⁰ = 1.048.576 Bytes ca. 10⁶ Bytes)

5 MB Die Bibel als Text

650 bis 700 Megabyte - eine CD-ROM

Gigabyte (2³⁰ = 1.073.741.824 Bytes ca. 10⁹ Bytes)

5 GB - Ein komprimierter Spielfilm

Terabyte (2⁴⁰ = 1.099.511.627.776 Bytes ca. 10¹² Bytes)

20 TB Textumfang der Bestände der Library of Congress mit rund 20 Millionen Büchern (1963 – heute ca. 80 TB liegen)

Petabyte (2⁵⁰ = 1.125.899.906.842.624 Bytes ca. 10¹⁵ Bytes)

Die Speicherkapazitäten der weltweit größten Rechenzentren lagen Ende 2002 bei 1 bis 10 Petabyte

Exabyte (2⁶⁰ = 1.152.921.504.606.846.976 Bytes ca. 10¹⁸ Bytes)

Die Gesamtheit aller gedruckten Werke wird auf 0,2 Exabyte geschätzt

Zettabyte (2⁷⁰ = 1.180.591.620.717.411.303.424 Bytes ca. 10²¹ Bytes) Yottabyte (2⁸⁰ = 1.208.925.819.614.629.174.706.176 Bytes ca. 10²⁴ Bytes)

(64)

Inhalt

• Einführung

(65)

Kommunikation mit dem Betriebssystem

Begriffe

Dialog Benutzer TSO

Program- mierer JCL

ISPF

Operator

(66)

Kommunikationsebenen

• Steuerung des BS durch Operator

• Beschreibung von Jobs über JCL

• Dialog zwischen Anwender und System

(67)

Operatorkommandos

• Das Betriebssystem regelt alles. Woher weiß es, was es tun soll?

• Also sind Fragen zu beantworten:

– Woher weiß das BS, welches Programm ausgeführt werden soll?

– Was soll geschehen, wenn ein Programm loopt?

– Woher weiß ein BS, welche Daten auf welcher Peripherie in dem Programm benötigt werden?

• Kommandosprache für Operator

(68)

Job Control

• Hunderte von Programmen müssen organisiert und kontrolliert ablaufen.

• Job Control

– JOB-Anweisung mit allgemeinen Definitionen – EXEC-Anweisung mit Programm

– DD-Anweisung mit Datengeräteinformationen – siehe Kapitel “Job Management”

(69)

Dialog zwischen Anwender und System

• TSO (Time Sharing Option)

– Dateiverwaltung und Dateipflege – Erstellen von Programmen

– Ausführen kleinerer Programme

– Ausführen von Kommandoprozeduren – siehe Kapitel “TSO und ISPF”

(70)

Inhalt

• Einführung

(71)

Data Management

Begriffe

Volume Platte

Datei

Organi- sations-

form EXCP

PO-Datei

VSAM Katalog

VTOC

Link Macro

Compile

Object

Lade- modul Source

JES

Writer JES2

JCL

Purge Lochkarte

Initiator

Job-

(72)

Data Management

z/OS Komponenten

I/O Supervisor

Interrupt Handler

Job Management Data Management

System Resource

Manager

Dispatcher

Job Entry Subsystem User

Task Management

Program Management

Storage Management

V S M

R S M

A S M

(73)

Data Management

Aufgaben und Funktionen

• steuern und überwachen der Ein/Ausgaben

• verwalten von Speicherplatz

• Katalogverwaltung für Dateien

• Verwaltung von Datenträgern

• Schutz der Dateien

• Bindung zwischen Programm und Datei

– Puffer, Blockung, Gerätetypen, Geräteadressen müssen nicht bei Programmierung bekannt sein

(74)

Data Management

Steuerung der Eingabe und Ausgabe

Programm Data Management EXCP

Platte Band Printer LK-Leser LK-Stanzer

(75)

Data Management

Aufgabe der Steuereinheit (EXCP) – 1

• E/A - Kommandos (CCW) ausführen, z.B.

– SEEK

– SEARCH – READ – WRITE

• Command Chanining

• Fehlerkorrektur (permanente Fehler sind normal)

• E/A – Befehlswiederholung

(76)

Data Management

Aufgabe der Steuereinheit (EXCP) – 2

• Statusinformation sammeln und an Zentraleinheit weitergeben

• Unterbrechungssignale erzeugen und an Zentraleinheit weitergeben (CEDE)

• Eine von mehreren Festplatten selektieren

• Cache - Non Volatile Cache

• RAID (Redundant Array of Independent Disks)

(77)

Data Management

Aufgabe der Festplattenelektronik

• Umsetzen der magnetischen Lese / Schreibsignale in Folgen von Bits ( R / W Channel)

• Spuranfangssignal

• Steuerung des Zugriffsmechanismus

• Lese / Schreibkopf selektieren (Plattenoberfläche)

• Fehler Erkennung

(Syndrom Checking, Syndrom = 5 - 6 Bytes)

• Status setzen

(78)

Data Management

Dateien

• Eigenschaften

– Satzformat: Record Format F, V, U – Blockung: ja oder nein

– Satzlänge: LRECL – Blocklänge: BLKSIZE

• Identifizierung

– Dateiname: DSN – Datenträger

– physische Position auf dem Datenträger

(79)

Data Management

Datenträger

• Magnetplatten

• optische Platten, magneto-optische Platten

• Magnetbänder, Magnetkassetten

• Papier

• anno dunnemals:

– Lochkarten, Lochstreifen

• Verarbeitungsarten

– sequentiell – direkt

(80)

Data Management

Struktur von Datenträgern

• Volume

– Magnetplatten

– optische Datenträger

– benötigen Verwaltungsinformationen – VOLSER ist auf VOL1-Kennsatz

– trägt Eigenschaften jeder Datei auf ihr

• DSN, RECFM etc. im sog. HDR1-Satz

– VTOC (Volume Table of Contents)

• Informationen des HDR1-Satzes und physischer Platz

• Information über freien Platz

(81)

Data Management

Struktur einer Magnetplatte

VTOC

VOL1

Katalog

Datei A Datei B

Datei C Datei A

(82)

Data Management

Organisationsformen von Dateien

• Sequentielle Dateien

– Speicherung “überall”

• Direct Access Dateien

– mit physikalischer Adresse wie Zylinder, Spur, Satznummer gespeichert

• indexsequentielle Dateien

• relative Dateien

• Bibliotheken oder PO-Datei

(83)

Data Management

Zugriffsmethoden

• Pro Dateiform eine Methode

– Umwandlung von Anforderung eines Programms in EXCP-Instruktionen

• Dateiformen

– BSAM oder QSAM – BDAM

– BISAM oder QISAM – VSAM

(“B” für blockweise Verarbeitung)

(84)

Data Management

Zugriffsmethode VSAM

• ESDS - Entry Sequenced Data Set

• KSDS - Key Sequenced Data Set

• RRDS - Relative Record Data Set

• LDS - Linear Data Set

ESDS

RRDS

KSDS

(85)

Data Management

Struktur einer PO-Datei

Member ABC Member XYZ Member TEST

Daten ABC

Daten XYZ

Daten TEST Directory

Daten

(86)

Data Management

Katalogstruktur im z/OS

z/OS System-

Dateien

Master Katalog

User Katalog User

Katalog

User Katalog

User

Daten User

Daten

User Daten Alias Einträge

(87)

Data Management

Dienstprogramme für Dateien

• IEBCOPY

• IEBGENER

• IEHLIST

• IDCAMS

• ICEMAN

(88)

Data Management

Vergleich Unix – z/OS in Auswahl

• Unix

– Dateien sind strukturlose Zeichenketten

– Zugriffsmethode READ (fileid, buffer, length)

• Ende des Buffers zeigt auf nächstes Offset

• feste Blocklänge (fixed block architekture)

– Zugriffsmethode raw für Datenbankanwendungen

• z/OS

– Satz orientierter Zugriff

– Zugriffsmethode GET (recordid, buffer)

• Teil des BS

• sequentiell, indiziert, random

(89)

Data Management

Vergleich Unix – z/OS - Fazit

• schnellste Zugriffe in Größenordnungen

– z/OS mit mehrere 1000 E/A-Zugriffe pro Sekunde – Unix mit mehrere 100 E/A-Zugriffe pro Sekunde

• Was ist „besser“?

(90)

Program Management

Programmentwicklung im z/OS

Object

Source Macro / Copy

Compiler

Lademodul Linkage Editor

Unterprogramm

(91)

Program Management

Programmentwicklung im z/OS

• siehe Kapitel weitere Subsysteme und Features

(92)

Job Management

z/OS Komponenten

I/O Supervisor

Interrupt Handler

System Resource

Manager

Dispatcher

Task Management

Program Management

Storage Management

V S M

R S M

A S M

(93)

Job Management

Definition

• Ein Job ist ein Auftrag an das Betriebssystem, einen oder mehrere Arbeitsschritte (Steps) mit jeweils einem Programm unter Benutzung von einer oder mehreren Dateien abzuarbeiten.

• Batchjob, wenn das mit JCL beschrieben ist

• Achtung! Lochkarten lassen grüßen!

(94)

Job Management

Funktionen – Batch

• JES, Job Entry System, liest JCL ein

• JES interpretiert mit Converter / Interpreter

• Initiator kontrolliert Ausführung der Steps

• Initiator weist (mit Hilfe Allocation / Unallocation Routine) Geräte und Datenträger zu und gibt sie frei

(95)

Job Management

JES

Input Conversion

Interpretation

Job Scheduling

for Execution

Output

Main Device Scheduling Generalized Main

Scheduling

JES2 JES3 ^Input

Conversion

Interpretation

Purge

Job Scheduling

for Execution

Output Purge

(96)

Job Management

Ablauf eines Batchjobs – JES2

System Reader (Internal Reader)

Converter / Interpreter

Spool

JCL ITXT

SYSIN SYSOUT

Job Execution C B

A

Writer (output) X F

A

Purge

X F A

Proc-Lib

Spool Job Queue

JCL Error

(97)

Job Management

Ablauf eines Batchjobs – JES3

System Reader (Internal Reader)

Converter / Interpreter

Spool

JCL ITXT

SYSIN SYSOUT

Job Execution C B

A

Writer (output) X F

A

Purge

X A F

Proc-Lib

Spool Job Queue

JCL Error Main Device

Scheduling Generalized Main Scheduling

(98)

Job Management

Jobcontrol Language

• Es müssen vorhanden sein:

– für jeden Job 1 JOB Anweisung – für jeden Step 1 EXEC Anweisung – für jede Datei 1 DD-Anweisung

• Beispiel

//JOBX JOB (3SLX510,000,00T NR0003), . . . //STEP01 EXEC PGM=ZINS

//EINGABE DD DSN=XV10733.ispf.datei,DISP=SHR

//AUSGABE DD DSN=XV10733.ispf.out,DISP=(,CATLG), // UNIT=SYSDA,SPACE=(TRK,5),

// DCB=(LRECL=80,BLKSIZE=0,RECFM=FB) //SYSPRINT DD SYSOUT=*

(99)

Job Management

Beispiel Compile und Link

Object

Source Macro / Copy

Compiler

Lademodul Linkage Editor

Unterprogramm

(100)

Inhalt

• Einführung

(101)

TSO, ISPF und Online Systeme

Begriffe

TSO Dialog

ISPF

JCL

Submit

Online

Trans- aktion

Region

(102)

z/OS Ausschnitt aus dem Speicher

z/OS

TSO User 1

ISPF

TSO User 2

ISPF

IMS Region 1

IMS Region 2

Batch Job 1

Batch Job 2 CICS

Region 1

CICS Region 2

TSO

Time Sharing Option

ISPF

Interactive System Productivity Facility

CICS

Customer Information Control System

IMS

Information Management System

OS

Operation System

(103)

Wozu ein Dialogsystem?

• Batchverarbeitung

– sequentielle Satzverarbeitung – Datenmodifikation

– Druck

– Mengen Verarbeitung

• Dialog

– Einzelverarbeitung

– sofortige Antwort auf Fragen

– genaue und aktuelle Informationen

(104)

Arten der Dialogverarbeitung

Ausgabe Maske

Eingabe

Benutzer Verarbeitung Dialogorientiert

1 Transaktion

Ausgabe Maske

Eingabe

Benutzer Verarbeitung Transaktionsorientiert

2 Transaktionen ISPF

CICS IMS

(105)

Inhalt

• Einführung

(106)

Funktionen des Betriebssystems

Begriffe

PSW Instruktion Privileg

I/O

principles of operation

Super- visor

Interrupt Adresse

SVC

(107)

Principles Of Operation

• interrupts

• PSW Program Status Word

– Doppelwort Register

– enthält Informationen für Programm Ausführung

• Befehlszähler

• Status des aktiven Programms

• Steuerung Instruktionsfolge

– Aufbau

• Statusfelder 40 Bit

• Befehlsadresse 24 bit / 32 bit / 64 bit / 128 bit

(108)

Principles Of Operation – Beispiel

• Adresse Instruktion

• 500 L 3,X

• 504 L 4,Y

• 508 AR 3,4

• 50C ST 3,Z

Hole Befehlsadresse im PSW Hole Instruktion dieser Adresse Erhöhe Instruktionsadresse im PSW um die Länge der im Schritt 2 geholten Adresse

Dekodiere die Instruktion Führe die Instruktion aus

Ablauf

(109)

Principles Of Operation – Interrupts

• reagieren auf Anforderungen des Systems

• Kontrolle geht automatisch an FLIH

– First Level Interrupt Handler – je Interrupt Typ ein FLIH

– eventuell Weitergabe an SLIH

• Synchrone Interrupts von Programm selbst

• Asynchrone Interrupts von “außen”

(110)

Principles Of Operation – Arten von Interrupts

• I/O Interrupt

• SVC, Supervisor Call, Interrupt

• External Interrupt

• Operator, andere CPU, Timer

• Program Interrupt

• Fehler, führt zum Abend

• Machine Check Interrupt

• Hardwarefehler

• Restart Interrupt

(111)

Principles Of Operation - Ablauf eines Interrupts

Current PSW

I/O OLD PSW SVC OLD PSW RESTART OLD PSW

PGM OLD PSW MCHK OLD PSW

EXT OLD PSW

I/O NEW PSW SVC NEW PSW RESTART NEW PSW

PGM NEW PSW MCHK NEW PSW

EXT NEW PSW CPU

HS

Pgm A

TCB Interrupt Handler

Interrupt Routine

Dispatcher 1

2 3

4

(112)

Principles Of Operation – System Masken

• Interrupt während Interrupt arbeitet

– mal erlaubt, mal nicht

• System Masken im PSW (Bit Masken)

– I/O Interrupt darf keinen 2. nach sich ziehen (Bit 6) – externe Interrupt darf keinen 2. nach sich ziehen (Bit

7)

– Machine Check Interrupt lässt gar nichts mehr zu

• sog. CMWP-Feld

– Bit 12 BC-Mode oder EC-Mode – Bit 14 Zustand ready oder wait – Bit 15 zeigt supervisor state an

(113)

z/OS Komponenten - Supervisor

I/O Supervisor

Interrupt Handler

System Resource

Manager

Dispatcher

Task Management

Program Management

Storage Management

V S M

R S M

A S M

(114)

Aufgaben des Supervisor

• Interrupt Handler

• Task Management

• Virtual Storage Management

• Real Storage Management

• Program Management

• Serially Reusable Resource Management

• Timer Management

• Program Interrupt Exit and Dump

• Input/Output Supervisor

(115)

Supervisor - Ablauf eines Interrupts

Benutzerprogramm im nicht-privilegierten

Zustand

Systemprogramm im privilegierten

Zustand Benutzerprogramm

setzt SVC0 ab (EXCP)

=> Interrupt

Benutzerprogramm wird weiter abgearbeitet

SVC Interrupt Handler EXCP SVC Routine

START I/O (SIO)

(116)

Inhalt

• Einführung

(117)

Data Facility und Datenbanken

Begriffe

SORT

hsm

sms Space

RACF

Storage Class

Mgmt Class Data

Class

Storage Group Availibility

Definition

Access IMS

Modell DB2

SQL Anywhere James

Martin

(118)

Überblick

ICKDSF

RACF

z/OS

DFSORT

ISMF

DFSMS

dss

hsm dfp

rmm

(119)

SMS

• Nachfolger von DFP, DFHSM, DFDSS

• Komponenten

– Data Facility Product dfp

• Zugriffsmethoden, Organisationsformen.

Datenträgerverwaltung, Katalogverwaltung etc.

– Data Set Services dss

• Daten übertragen, Dump, Restore, Defrag

– Hierarchical Storage Manager hsm

• Migration, Recall, Dump-, Backup-, Restoreverwaltung

– Removable Media Manager rmm

• Verwaltung Wechseldatenträger in Katalogen

(120)

weitere Produkte

• Data Facility Sort DFSORT

– sortieren, mischen von Daten

• Device Support Facility ICKDSF

– DASD initialisieren, formatieren, analysieren, reparieren

• Resource Acces Control Facility RACF

– Datenschutz

• Interactive Storage Management Facility ISMF

– ISPF Schnittstelle zu SMS

• etc.

(121)

SMS im Detail

• logische Sicht

– Data Class DC - Art der Daten

– Storage Class SC - benötigter Hardware Service – Management Class MC - benötigter Management

Service

• physikalische Sicht

– Storage Group SG - wo die Daten liegen – Steuerung DC z.B. über last-level-qualifier

• Beispiele siehe ISPF

(122)

SMShsm – Speicherhierarchie im z/OS

Puffer Speicher Hauptspeicher Pufferspeicher Magnetplatteneinheiten

Magnetbandeinheiten

Archiv

DFHSM

(123)

SMShsm – Anforderung an Speicherverwaltungssystem

Storage Management

Zuwachs an Daten

Komplexität Kosten

Anforderungen:

- Performance Management - Space Management

- Availability Management - Installation Management

(124)

SMShsm – Dateitypen im z/OS – 1

• Interaktive Dateien

– erstellen auf Anforderung – undefinierte Lebensdauer – sporadische Benutzung

– bei Nutzung ist diese intensiv – backup notwendig

(125)

• Batch Dateien

– erstellen auf Anforderung

– genau definierte Lebensdauer – sporadische Benutzung

– bei Nutzung ist diese intensiv – backup notwendig

(126)

• System Dateien

– werden selten verändert – konstante Anzahl

– definierte Stellen

• Datenbanken

– sehr groß

– Anzahl relativ konstant

– spezielle Recovery Techniken

(127)

SMShsm – Ziele

• optimieren der Produktivität

• optimieren der Speicherauslastung

• sichern der Datenverfügbarkeit

• gewährleisten Datensicherheit

• einfache Benutzerschnittstelle

• unterstützen von Konvertierungen

(128)

SMShsm – Hauptfunktionen

• Space Management

– migrate, recall, delete

• Availibility Management

– Backup, Recover, Dump, Restore

• weitere Funktionen

– modifizieren Primary Allocation, komprimieren,

reduzieren Extents, Löschen, auschließen von migrate etc.

(129)

Dienstprogramme für Dateien

• IEBCOPY

• IEBGENER

• IEHLIST

• IDCAMS

• ICEMAN